Pri razvoju in gradnji zemeljskih fotovoltaičnih elektrarn lahko projektiranje imenujemo osrednje delo. Zasnova vpliva na konstrukcijo celotne fotovoltaične elektrarne in je neposredno povezana s koristmi. Prejšnji teden sem govoril o splošnem izrisu in nekaterih vprašanjih v civilni gradnji, na katere moramo biti pozorni pri gradnji fotovoltaičnih elektrarn. Na kaj je potem v procesu projektiranja treba biti pozoren v električnem delu? Sledi kratka analiza za vse.
1. Izbira komponent
Kot vsi vemo, je energijska gostota sončne energije nizka. V skladu s to predpostavko je zelo pomembno, kako učinkovito uporabljati sončno energijo. Trenutno je učinkovitost modula, ki jo zahteva program National Leader, najmanj 16,5 odstotka za module iz polikristalnega silicija in najmanj 17 odstotkov za module iz monokristalnega silicija. Kar zadeva učinkovitost pretvorbe modulov, so moduli iz monokristalnega silicija boljši od modulov iz polikristalnega silicija. Ker pa je cena celičnih modulov iz monokristalnega silicija nekoliko višja od cene modulov iz polikristalnega silicija, ni priporočljivo, da pri izbiri modulov slepo izbirate le na podlagi cene. Treba je izvesti tehnično in ekonomsko analizo z različnih vidikov, kot so izračun in izbira proizvodnje električne energije ter dohodek projekta za različne komponente, in izbrati ustrezne komponente baterije.
2. Izbira pretvornika
Trenutno so razsmerniki razdeljeni na dve vrsti: nizni in centralizirani razsmerniki.
1. Vrtni pretvornik
Strunski pretvorniki se večinoma uporabljajo v gorskih fotovoltaičnih sistemih za proizvodnjo električne energije, majhnih in srednje velikih strešnih fotonapetostnih sistemih za proizvodnjo električne energije in majhnih zemeljskih elektrarnah. Moč je manjša od 50kW. V konstrukcijski shemi pretvornika nizov je enosmerna moč, ki jo ustvarijo fotonapetostni moduli, neposredno povezana z razsmernikom nizov, pretvorjena v izmenični tok in nato povečana s sotočjem.
Glavne prednosti string pretvornikov so:
①Na to ne vplivajo razlike modulov med strunami in sencami, hkrati pa zmanjša neusklajenost med najboljšo delovno točko modulov fotonapetostnih celic in pretvornikom ter poveča proizvodnjo energije;
②Razpon napetosti MPPT je širok, konfiguracija komponent pa je bolj prilagodljiva;
③ Majhna velikost in prilagodljiva namestitev.
Glavne slabosti string pretvornikov so:
① Električni odmik napajalne naprave je majhen, kar ni primerno za območja z visoko nadmorsko višino;
②Zunanja namestitev, izpostavljenost vetru in soncu lahko zlahka povzročijo staranje ohišja in hladilnega telesa.
③ Število pretvornikov je veliko, skupna stopnja napak se bo povečala in spremljanje sistema bo oteženo.
[prelom strani]
2. Centralizirani pretvornik
Centralizirani pretvorniki se običajno uporabljajo v velikih elektrarnah z enakomerno sončno svetlobo, puščavskih elektrarnah in drugih velikih sistemih za proizvodnjo električne energije. Skupna moč sistema je velika, na splošno nad nivojem megavatov. Moč opreme je med 50kW in 630kW. Pri zasnovi centraliziranega pretvornika je enosmerna energija, ki jo ustvarijo fotonapetostni moduli, potem ko jo združi enosmerna kombinirana škatla, priključena na pretvornik, pretvorjena v izmenično moč in nato okrepljena.
Glavne prednosti centraliziranih pretvornikov so:
①Število pretvornikov, uporabljenih v konstrukciji projekta, je majhno, kar je enostavno upravljati;
② Z vidika zmogljivosti pretvornika je vsebnost harmonikov nizka, različne zaščitne funkcije so popolne in varnost elektrarne je visoka;
③Ima funkcijo prilagajanja faktorja moči in nizkonapetostno funkcijo vožnje, električno omrežje pa ima dobro regulacijo.
Glavne pomanjkljivosti centraliziranih pretvornikov so:
① Razpon napetosti MPPT centraliziranega pretvornika je ozek in delovanja vsake komponente ni mogoče spremljati, zato je nemogoče narediti vsako komponento v najboljši delovni točki, konfiguracija komponente pa je neprilagodljiva.
②Centralizirani pretvornik zavzema veliko površino in ni prilagodljiv pri namestitvi.
③ Vzdrževanje sistema je razmeroma zapleteno zaradi lastne porabe energije in porabe energije za prezračevanje in odvajanje toplote v sobi z opremo.
Pri izbiri razsmernika je treba izbrati ustrezen razsmernik glede na različne dejavnike, kot sta teren in nadmorska višina projekta. Na primer, pri načrtovanju velikih zemeljskih elektrarn v visokogorskih puščavah v Qinghaiju so pogosto izbrani centralizirani pretvorniki; v gorskih fotonapetostnih elektrarnah lahko zaradi različnih velikosti vgrajenih nizov komponent in relativno razpršene razporeditve komponent izberemo strunske razsmernike. In uporabite večkanalni MPPT za sledenje, da povečate proizvodnjo energije.
3. Zasnova kolektorskega vezja
Za načrtovanje kolektorskega vezja fotonapetostne elektrarne, za območja z debelimi plastmi zemlje, ki jih je mogoče izkopati, se običajno sprejme rešitev neposrednega vkopa kabla, ki je tudi najbolj ekonomična rešitev; če je površina kamnita in je ni mogoče izkopati, kabel po shemi polaganja mostu. Pri zapletenih talnih razmerah, velikih nihanjih ali razpršeni postavitvi fotonapetostnih nizov se nadzemna instalacija običajno sprejme v obliki stolpov. V procesu načrtovanja zbiralnega voda je treba izbrati gospodarno in razumno projektno shemo glede na podrobno topografsko karto in topografijo gradbišča projekta elektrarne, pri čemer se čim bolj izognemo težavam pri gradnji.
4. Zasnova ozemljitve
Pri načrtovanju ozemljitve fotonapetostne elektrarne je treba poleg izračuna ozemljitvenega upora glede na upornost, ki jo zagotovi enota za geološke raziskave, upoštevati tudi geološke pogoje, kot je lokalna korozija tal. Ozemljitveni material z močno odpornostjo proti koroziji. Če izračunana ozemljitvena upornost ne izpolnjuje specifikacijskih zahtev, je treba izbrati ekonomične ukrepe za zmanjšanje upornosti v skladu s projektnimi pogoji.